La filtration : définitions et principe

La filtration est l’une des méthodes les plus anciennes pour purifier l’eau. Les premières traces écrites remontent à ~500 ans av. J.-C. avec le tamisage d’Hippocrate.

D’abord, quelques définitions :
– filtre : dispositif à travers lequel on fait passer un liquide pour le débarrasser des particules solides qui s’y trouvent
– pore : une cavité dans un solide
– média, milieu et lit filtrant : ensemble de matériau filtrant
– filtrat : liquide filtré
– gâteau : solide déposé sur le filtre

La filtration : qu’est-ce que c’est ?

En traitement des eaux, la filtration consiste à retirer des particules en suspension dans l’eau. Il s’agit d’un procédé physique de séparation physique-liquide au travers un milieu poreux que l’on appelle filtre.

Il existe différents types de filtration classés en fonction de la taille des pores.

Les étapes de la filtration

Toutes les filtrations se déroulent en 3 étapes principales. Leur prépondérance dans le procédé dépendra du type de filtration.

Etape 1 : La rétention

La filtration commence par l’étape où les particules à bloquer sont retenues par le filtre. Cette capture se déclenche selon deux possibilités : 

  • soit la particule a une taille plus grosse que le pore du média filtrant 
  • soit dans sa trajectoire à travers le milieu filtrant la particule se retrouve bloquée même si sa taille est plus petite que le pore du filtre. 

Etape 2 : La fixation

En fonction de la vitesse de passage de l’eau à travers le filtre, les particules retenues peuvent se fixer sur média filtrant. Cette fixation est due à des phénomènes d’adsorption, de cohésion ou encore de coincement sur la surface du matériau filtrant.

Etape 3 : Le détachement

Au fur et à mesure de la filtration, de plus en plus de particules sont retenues et fixées sur le filtre. L’écoulement continu de l’eau peut provoquer ensuite le détachement de certaines particules le long du média filtrant et les faire passer dans l’eau filtrée.

Colmatage et lavage des filtres

Au fur et à mesure des passages de l’eau, les pores du média filtrant finissent par s’obstruer provoquant une baisse du débit de filtration. On appelle ce phénomène colmatage.

Afin d’y remédier, un rétrolavage du filtre est effectué : le filtre est lavé en sens inverse pour décoller les matières fixées, souvent en appliquant une pression plus ou moins importante en fonction du type de filtre et des particules filtrées.

Ainsi ce procédé est une succession de phase de filtration et de phase de lavage. On appelle cycle de filtration le temps de fonctionnement entre deux phases successives de lavage.